Гибкие солнечные элементы на основе складывающихся кремниевых пластин с затупленными краями
Flexible solar cells based on foldable silicon wafers with blunted edges
2023-05-24
SCID: 54.1/92sgzcs8
Discuss with AI
кристаллическая кремниевая фотоэлектрикатехнология скругления краевгибкие фотоэлектрические модулигибкие кремниевые солнечные элементыскладываемые кремниевые пластины
Figures from the paper
Abstract (AI)
Гибкие солнечные элементы обладают значительным рыночным потенциалом для применения в фотоэлектрических системах, интегрированных в здания, и носимой электронике, поскольку они легкие, ударопрочные и автономные. Кремниевые солнечные элементы успешно используются на крупных электростанциях. Однако, несмотря на более чем 50 лет исследований, в разработке гибких кремниевых солнечных элементов не было достигнуто заметного прогресса из-за их жесткости1–4. Здесь представлена стратегия изготовления крупноформатных складывающихся кремниевых пластин и производства гибких солнечных элементов. Текстурированная пластина из кристаллического кремния всегда начинает растрескиваться в острых канавках между поверхностными пирамидами в краевой области пластины. Это позволило повысить гибкость кремниевых пластин за счет затупления пирамидальной структуры в краевых областях. Данная технология затупления краев обеспечивает промышленное производство крупноформатных (>240 см2) высокоэффективных (>24%) кремниевых солнечных элементов, которые можно сворачивать подобно листу бумаги. После 1 000 циклов изгиба из стороны в сторону элементы сохраняют 100% эффективности преобразования мощности. После сборки в крупные (>10 000 см2) гибкие модули элементы сохраняют 99,62% исходной мощности после термоциклирования в диапазоне от −70 °C до 85 °C в течение 120 ч. Кроме того, они сохраняют 96,03% исходной мощности после 20 мин воздействия воздушного потока при закреплении на мягком газовом мешке, моделирующем ветер во время сильного шторма.
Key Findings
1
Стратегия притупления краёв предотвращает зарождение трещин в острых каналах между поверхностными пирамидами текстурированных кремниевых пластин.
2
Элементы, закреплённые на мягком газовом баллоне, сохраняют 96,03% мощности после 20 минут воздействия воздушного потока, имитирующего сильный штормовой ветер.
3
Гибкие модули площадью более 10 000 см² сохраняют 99,62% мощности после термоциклирования от −70 до 85 °C в течение 120 часов.
4
Гибкие элементы можно сворачивать подобно листу бумаги; после 1 000 циклов бокового сгибания они сохраняют 100% эффективности преобразования энергии.
5
Метод обеспечивает промышленное производство складных кремниевых пластин площадью более 240 см² и гибких солнечных элементов с эффективностью свыше 24%.
Research Object
крупноформатные складные кристаллические кремниевые пластины и гибкие кремниевые солнечные элементы с притуплёнными краями
Research Subject
влияние притупления краёв на гибкость пластин, зарождение трещин, эффективность преобразования энергии, а также механическую и экологическую долговечность
Publication Details
Publication Date
2023-05-24
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
276
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest